小码哥底层原理笔记：OC对象的分类（二）

前面一篇简单的介绍了OC对象的三种类型，instance实例对象，class类对象，meta-class元类对象。他们都有isa指针，那么isa指针指向哪里呢？

@interface Person : NSObject<NSCopying>
{
    @public
    int _age;
}
@property (nonatomic, assign) int no;
- (void)personInstanceMethod;
+ (void)personClassMethod;
@end

@implementation Person

- (void)personInstanceMethod{
}
+ (void)personClassMethod{
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{
    return nil;
}
@end

@interface Student : Person<NSCopying>
{
    @public
    int _weight;
}
@property (nonatomic, assign) int _height;
- (void)studentInstanceMethod;
+ (void)studentClassMethod;
@end

@implementation Student
- (void)studentInstanceMethod{
}
+ (void)studentClassMethod{
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{
    return nil;
}
@end

以上是一段简单示例代码。
从实际写代码中方法调用去讨论

Person *person = [[Person alloc] init];
person->_age = 10;
[person personInstanceMethod];
[Person personClassMethod];
//上面两个方法调用实际上是给对象发送消息
//objc_msgSend(Person, @selector(personClassMethod))//给类对象发送消息
//objc_msgSend(person, @selector(personInstanceMethod))//给实例对象发送消息

首先看实例对象方法的调用，当我们执行这段代码的时候，之前已经说了实例对象方法是放在class类对象里面的。所以当执行[person personInstanceMethod];的时候，我们首先会通过isa指针指向的Person类对象地址找到Person类对象，然后找到里面的实例方法。同理，类方法是保存在元类对象里面的，所以当执行[Person personClassMethod];的时候，通过类对象的isa指针指向的Person元类对象地址找到Person元类，然后找到里面的类方法。

基本上我们可以知道 instance实例对象的isa指针指向对应的class类对象，class类对象的isa指针指向对应的meta-class元类对象，所有元类对象的isa指针则指向基类NSObject的元类对象

如果我们调用一个不存在的实例方法呢，比如[person test];，那么调用流程是：首先给实例对象发送消息sendMsg，然后实例对象的isa指针找到其类对象，从而看有没有这个方法，如果没有，类对象会通过superClass指针找到父类的类对象，看父类的类对象有没有这个方法，一直找到NSObject的类对象，如果NSObject的类对象都没有这个方法，那么就会报错，unrecognized method。因为NSobject没有父类，superClass指向nil。
同理如果调用一个不存在的类方法，比如[Person test];，那么调用流程是：通过class类对象的isa指针找到元类对象，看自己的元类对象里面有没有该方法，如果没有，元类对象就会通过superClass指针找到父类的元类对象，看父类的元类对象有没有，如果一直到NSObject的元类对象都没有找到，那么NSObject的superClass指针找到NSObject的类对象，如果类对象里面也没有，那么就会报错，unrecognized method。

基本上我们可以知道 class类对象的superClass指针指向其对应的父类的class类对象，因为NSObject没有父类，所以NSObject类对象的superClass指向nil，元类对象的superClass指针指向其对应父类的元类对象，但是注意：NSObject的元类对象的superClass指针却指向NSObject的类对象

代码验证：

struct mj_objc_class {
    Class isa;
    Class superClass;
};


int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *person = [[Person alloc] init];
        //类对象
        Class personClass = [Person class];
        
        Class studentClass = [Student class];
        struct mj_objc_class *studentClass2 = (__bridge struct mj_objc_class *)(studentClass);
        NSLog(@"%p", studentClass);
        //personClass的地址是0x0000000100a89c68， 那么studentClass的superClass指向的父类的类对象地址是studentClass2->superClass = 0x0000000100a89c68和personClass类对象的地址是一样的
        
        //类型转换
        struct mj_objc_class *personClass2 = (__bridge struct mj_objc_class *)(personClass);
        //元类对象
        Class personmetaClass = object_getClass(personClass);
        
        NSLog(@"%p %p %p", person, personClass, personmetaClass);
        //(lldb) p/x person->isa
        //(Class) $1 = 0x000001a100ad9c41 Person
        //(lldb) p/x personClass
        //(Class) $2 = 0x0000000100ad9c40 Person
    //本来person->isa的值应该是personClass的地址的，但是在64位系统下person->isa要进行一次位运算&（ISA_MASK= 0x0000000ffffffff8）得到的才是personClass的地址，即：0x000001a100ad9c41 & 0x0000000ffffffff8 = 0x0000000100ad9c40，类对象和元类对象也是如此
        //superClass
    }
    return 0;
}

有趣的意外发生了，看如下代码：

@interface Person : NSObject

+ (void)test;

@end

@implementation Person

//+ (void)test{
//    NSLog(@"+[Person test] - %p", self);
//}

@end

@interface NSObject (Test)

+ (void)test;

@end

@implementation NSObject (Test)
//
//+ (void)test{
//    NSLog(@"+[NSObject test] - %p", self);
//}

- (void)test{
    NSLog(@"-[NSObject test] - %p", self);
}

@end

我们有一个Person类注释掉了里面的test类方法，新建了一个NSObject的分类，里面有个test实例方法，则当我们调用[Person test];时能不能调用成功，答案是可以的，并不会报错，运行发现最终我们是调用了NSObject里面的实例方法。为什么呢？
因为我们调用[Person test];的时候首先会通过Person类对象中的isa指针找到Person的元类对象，看里面有没有test类方法，发现没有，则Person元类对象会通过superClass指针找到其父类的元类对象，即NSObject元类对象，发现还是没有，则会通过NSObject元类的superClass指针找到NSObject的类对象，哎，发现里面又个test实例方法，所以就调用了这个test实例方法。如果我们把NSObject分类里面的实例方法也注释调，那么就会报找不到方法错误。

总结发现，不管是类方法还是实例方法，其调用流程是isa-> superClass -> superClass->.....->superClass == nil

面试题

1、对象的isa指针指向哪里？
答：instance对象的isa指向class对象、class对象的isa指向metaClass对象、metaClass对象的isa指向基类的metaClass对象

2、OC的类信息存放在哪里？
答：对象方法、属性、成员变量、协议信息、存放在class对象中，类方法存放在metaClass对象中，成员变量的具体值放在instance对象里面